一种适用于直接耦合直流SQUID的偏置电路

本发明涉squid探测领域，尤其涉及一种适用于直接耦合直流squid的偏置电路。

背景技术：

1、基于超导量子干涉器件(superconducting quantum interferencedevice，以下简称squid)的磁传感器是目前已知的最灵敏的磁传感器，其中低温超导squid灵敏度优于10飞特，高温超导squid灵敏度优于100飞特。squid磁传感器是重要的高端应用传感器，广泛应用于生物磁，地球物理探测，极低场核磁共振等微弱磁场探测用用领域，具有很高的科研和应用价值。对于高水平的白噪声，多余的噪声通常是由于外部干扰或结中捕获的磁通抑制了vf传递系数，导致i0发生变化，使squid不再优化或对称，对于直流squid来说。多余的低频噪声可能是由于被困磁通在器件中移动而产生的电报噪声。如果这种噪声在非常低的频率下很明显，那么在输出端就会直接看到磁链跳变，并且在fft频谱中会观察到一个很大的1/f噪声。如果磁通跳变太快而无法在时域内分辨，则fft频谱将呈现特征洛伦兹形式。有几种方法可以处理多余的噪音:使用squid芯片上的嵌入式加热器将squid加热到超过tc，然后重新冷却以排出捕获的通量

2、经检索，专利：一种单通道dc squid信号收录装置(cn202223119330.1)，在液氮环境中的超导量子干涉器内设置一个反馈线圈，通过测试电路产生一个变化的磁场进行找寻工作点；在液氮环境中的超导量子干涉器内一个加热电阻，通过控制开关sw3，对超导量子干涉器的环境加热；与超导量子干涉器连接有信号处理电路；设置一复位开关，控制超导量子干涉器恢复正常工作状态；设置一主控制器，连接复位开关的开关控制器、信号处理电路、加热电路以及测试电路。上述的心磁探头前端空间小，信号微弱，本身信号中信噪比不高。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种适用于直接耦合直流squid的偏置电路。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种适用于直接耦合直流squid的偏置电路，包括稳压单元、da控制单元、调配单元、前端调理单元和差分转单端放大单元，所述稳压单元的输出端与调配单元的输入端相连，所述da控制单元的控制端与调配单元的受控端相连，所述调配单元的输出端与前端调理单元的输入端相连，所述前端调理单元的输出端与差分转单端放大单元的输入端相连。

4、优选地，所述的一种适用于直接耦合直流squid的偏置电路，所述压单元包括芯片ic16，芯片ic16的第一引脚与电感l1的一端相连，电感l1的另一端与dc+5v相连，芯片ic16的第三引脚与芯片ic16的第一引脚相连，芯片ic16的第二引脚通过电容c22与芯片ic16的第一引脚相连，同时芯片ic16的第二引脚接地，芯片ic16的第二引脚通过电容c24与芯片ic16的第五引脚相连，芯片ic16的第五引脚与调配单元相连；

5、还包括芯片ic19，芯片ic19的第二引脚通过电感l2与dc-5v相连，芯片ic19的第三引脚与芯片ic19的第二引脚相连，芯片ic19的第一引脚通过电容c36与芯片ic19的第二引脚相连，芯片ic19的第一引脚通过电容c18与芯片ic19的第四引脚相连，同时芯片ic19的第一引脚通过电容c37与芯片ic19的第五引脚相连，芯片ic19的第一引脚接地，芯片ic19的第五引脚与调配单元相连。

6、优选地，所述的一种适用于直接耦合直流squid的偏置电路，所述芯片ic16的型号为ad9151aujz-2.5。

7、优选地，所述的一种适用于直接耦合直流squid的偏置电路，所述芯片ic19的型号为tps72325。

8、优选地，所述的一种适用于直接耦合直流squid的偏置电路，所述da控制单元包括芯片ic7，芯片ic7的第一引脚与芯片ic8的第五引脚相连，芯片ic7的第二引脚与bias_in端相连，芯片ic7的第三引脚与scle端相连，芯片ic7的第四引脚与din端相连，芯片ic7的第五引脚与dc+5v相连，芯片ic7的第六引脚与芯片ic12a的第一引脚相连，芯片ic7的第七引脚和芯片ic7的第八引脚通过电容c17接地，同时芯片ic7的第七引脚与芯片ic12a的第六引脚相连，芯片ic7的第七引脚连接至dc+5v，芯片ic8的第二引脚连接至dc+5v，芯片ic8的第四引脚通过电容c16与芯片ic8的第五引脚相连，芯片ic8的第四引脚接地，芯片ic8的第五引脚通过电阻r66与芯片ic12a的第八引脚相连，芯片ic12a的第八引脚通过电阻r68与芯片ic12a的第七引脚相连，芯片ic12a的第七引脚通过点责r25与调配单元相连，芯片ic12a的第二引脚通过电容c23接地并与dc-5v相连。

9、优选地，所述的一种适用于直接耦合直流squid的偏置电路，所述芯片ic7的型号为ad5600。

10、优选地，所述的一种适用于直接耦合直流squid的偏置电路，所述芯片ic8的型号为adr3650，芯片ic12a的型号为op727。

11、优选地，所述的一种适用于直接耦合直流squid的偏置电路，所述调配单元包括芯片ic4a和芯片ic4b，芯片ic4a的第三引脚与da控制单元相连，芯片ic4a的第二引脚通过电阻r17与芯片ic4a的第一引脚相连，芯片ic4a的第一引脚通过串联电阻r9、电阻r27、电阻r28和电阻r10与芯片ic4b的第七引脚相连，芯片ic4b的第六引脚通过电阻r26连接至芯片ic4a的第三引脚，芯片ic4b的第五引脚接地，芯片ic4b的第八引脚通过电容c13接地且还与稳压单元相连，芯片ic4b的第八引脚通过串联的电容c9和电容c14连接至前端调理单元，芯片ic4b的第四引脚通过电容c10接地，电阻r18连接至电阻r26与电阻r10之间，电阻r9和电阻r27之间与并联的电阻r14和电阻r15的一端相连，电阻r14的另一端连接至电感l9，电阻r27和电阻r28之间通过电阻r24与前端调理单元相连，且电阻r27和电阻r28之间还通过电阻r23和电阻r1与前端调理单元相连，电阻r28和电阻r10之间与前端调理单元相连；

12、其中，芯片ic4a的型号为ad812，芯片ic4b型号为ad827。

13、优选地，所述的一种适用于直接耦合直流squid的偏置电路，所述前端调理单元包括芯片q5、芯片q6、芯片q7、芯片q8、芯片q9和芯片q10，

14、芯片q5、芯片q6、和芯片q7的第三引脚和第六引脚相连且均与调配单元相连，芯片q5、芯片q6和芯片q7的第二引脚相连并通过串联的电阻r21和电阻22连接至电感l8，芯片q5、芯片q6、和芯片q7的第七引脚相连，并连接至电感l8，芯片q5、芯片q6、和芯片q7的第一引脚相连并与芯片q8、芯片q9和芯片q10的第八引脚相连，芯片q5、芯片q6、和芯片q7的第八引脚相连并与芯片q8、芯片q9和芯片q10的第一引脚相连，芯片q8、芯片q9和芯片q10的第三引脚和第六引脚相连且均与调配单元相连，芯片q8、芯片q9和芯片q10的第七引脚相连并连接至电感l8，芯片q8、芯片q9和芯片q10的第二引脚连接至电感l8；

15、其中，芯片q5、芯片q6和芯片q7的型号均为mat03，芯片q8、芯片q9和芯片q10的型号均mat02；

16、芯片q5的第一引脚通过电阻r13与芯片ic3a的第二引脚相连，芯片q5的第八引脚与芯片ic3a的第三引脚相连，芯片ic3a的第二引脚通过电阻r37与芯片ic2a的第一引脚相连，芯片ic3a的第三引脚与芯片ic2b的第二引脚相连，芯片ic3a的第一引脚连接至out-端，芯片q5的第一引脚与芯片ic3b的第五引脚相连，芯片q5的第八引脚与芯片ic3b的第六引脚相连，芯片ic3b的第七引脚连接至out+端；

17、其中，芯片ic3a、芯片ic3b、芯片ic2a和芯片ic2b均为ad827。

18、优选地，所述的一种适用于直接耦合直流squid的偏置电路，所述差分转单端放大单元采用的芯片型号为ina620。

19、借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

20、本发明的可通过软件调配，操作方便快捷；且整体噪声小，精度高，体积小巧，安装方便。

21、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。